一种高强度抗脱水纳米复合水凝胶的合成及表征

来源期刊：高分子材料科学与工程2019年第1期

论文作者：许波 刘雨薇 王平 王强

文章页码：115 - 121

关键词：纳米复合水凝胶;高强度;甘油;氧化铝;抗脱水;

摘    要：水和甘油的混合溶液为液态组分,丙烯酸（AA）和N,N-二甲基丙烯酰胺（DMAA）为共聚单体,纳米氧化铝（Al2O3）为交联剂,原位自由基聚合制备了一种具有抗脱水性能的高强度纳米复合水凝胶。扫描电子显微镜表征和力学性质测试结果表明,甘油的加入不会影响单体的聚合以及水凝胶三维网络结构的形成。当甘油质量分数从0%增加到40%时,水凝胶的拉伸强度由181. 3 k Pa增加到274. 6 k Pa;进一步增加甘油质量分数至80%,水凝胶的拉伸强度逐渐减小至113. 6 k Pa。热重分析、差示扫描量热法以及抗脱水实验研究结果显示,随着甘油含量的增加,水凝胶在空气中的水分蒸发逐渐降低,显示出优异的抗脱水性能。基于水凝胶优异的力学性质和抗脱水性能,当甘油质量分数为60%和80%时,水凝胶在空气中放置10 d依然能保持与初始制备水凝胶相当的优异力学性质。这种新型水凝胶在人工皮肤、软机器人领域有潜在的应用价值。